Prima costellazione dello zodiaco, l’Ariete occupa 441 gradi quadrati di cielo (Fig. 18). E’ la 39a costellazione in ordine di grandezza fra le 88 totali; tuttavia le stelle che ne tracciano il disegno sono sostanzialmente 5 e sono discretamente vicine fra loro, così che la maggior parte della sua area è in realtà impegnata da stelle che non hanno a che fare con la sua sagoma (Fig. 18).
Purtroppo non è una costellazione estremamente brillante essendo la maggior parte dei suoi astri di 5a magnitudine, cioè quasi al limite della percezione umana. E’ pertanto indispensabile un cielo molto buio per poterla osservare in modo completo senza limitarsi alle uniche due stelle di 2a magnitudine che possiede. Per rintracciarla nel cielo possono venirci in aiuto le costellazioni con cui confina che sono: a nord Perseo, a nord-ovest il Triangolo, a sud-ovest i Pesci, a sud la Balena e a sud-est il Toro. Al cospetto di un cielo sufficientemente buio, si possono contare fino a 20 stelle, solo 5 delle quali però tracciano la forma che identifica la costellazione.
Riferendoci a queste ultime, la più luminosa è Alpha Arietis con magnitudine apparente 2,00, mentre la più debole è Nu Arietis con 5,43 magnitudini. Le 5 stelle danno un contributo medio alla luminosità di questa parte principale della costellazione pari a 3,83 magnitudine, facendo così rientrare l’Ariete fra le costellazioni quasi di 4a classe.
Se consideriamo invece anche il contributo delle altre 15 stelle, la luminosità media totale della costellazione si abbassa a 4,93 magnitudini; l’Ariete cioè diventa una costellazione vicina alla 5a magnitudine, quasi 3 volte più debole rispetto a prendere in considerazione solo le 5 stelle principali.

Viste le varie considerazioni e statistiche fatte sulla luminosità della costellazione, approfitto per ricordare che cosa sono le magnitudini e come va interpretato il loro valore.
Anticamente, quando l’unico strumento per l’osservazione del cielo era il proprio occhio, le stelle furono suddivise in 6 classi di luminosità, dove la 1a classe identificava le stelle più brillanti e la 6a quelle più deboli. Fu l’astronomo greco Ipparco che nel II secolo a.C. adottò questa nomenclatura e queste 6 classi divennero poi quelle che noi ora chiamiamo magnitudini.
La magnitudine che, come abbiamo visto, è un numero puro, cioè non è seguito da alcuna unità di misura, è legata matematicamente a quella che viene chiamata luminosità di una stella. Quest’ultima invece è una grandezza fisica vera e propria, in quanto ci dice qual è la potenza luminosa della stella per unità di tempo e di superficie. In altre parole, la domanda che si fa è la seguente: in 1 secondo ogni centimetro cubo della stella quanta energia luminosa emette? Senza entrare troppo nei dettagli della definizione, possiamo dire che fondamentalmente ciò che lega la magnitudine e la luminosità è una scala logaritmica. Per intenderci, se m è la magnitudine e l la luminosità, il legame non è di proporzionalità diretta, cioè non è del tipo m = kl, dove k indica un valore costante, ma è del tipo m = k Log l, dove Log è il logaritmo in base 10. La scala logaritmica è dovuta al fatto che la risposta dell’occhio umano allo stimolo visivo è di tipo logaritmico. Perché è importante sapere questo? E’ importante per poter valutare l’entità della differenza in luminosità in relazione alla differenza di magnitudine. Mi spiego meglio. Dire che una stella è di magnitudine 1 e un’altra è di magnitudine 4, non significa che la prima è 4 volte più luminosa. Per il rapporto logaritmico fra magnitudine e luminosità infatti, la prima è ben 16 volte più luminosa della seconda!
Per i più interessati, riporto la formula esatta che lega la magnitudine alla luminosità: m = 2,5 Log l.

Per finire, quando si parla di luminosità di una stella, bisogna specificare a quale luminosità ci si sta riferendo. Vi è infatti una luminosità apparente, che dipende sostanzialmente dalla distanza della stella dalla Terra, ed una luminosità assoluta o vera, che rappresenta invece l’effettiva intensità di luce emessa da essa, cioè dipende dalla potenza del suo “motore interno”. Una stella infatti ci può apparire più luminosa di un’altra solo perché è più vicina, ma magari si scoprirebbe che, portata alla distanza di quell’altra, essa brillerebbe con la stessa intensità o magari di meno.
Per distinguere la magnitudine apparente da quella assoluta, si sono adottate le scritture “m” per indicare la magnitudine apparente e “M” per indicare quella assoluta. Stessa cosa è stata fatta per la luminosità, la cui scrittura “l” indica la luminosità apparente e “L” quella assoluta.
Sempre per i più interessati, la formula che lega la magnitudine apparente con quella assoluta, mettendo quindi in gioco la distanza, è: M – m = 5 – 5 Log d, dove d è la distanza della stella dalla Terra.

Tornando alla nostra costellazione, l’Ariete non possiede né stelle né oggetti celesti “famosi”, ma si riscatta per così dire dal suo modesto lato scientifico, attraverso un ricco e duplice mito, di cui racconteremo la vicenda iniziale.

La Lepre è una costellazione invernale che rimane piuttosto bassa sull’orizzonte e quindi è soggetta maggiormente all’assorbimento da parte dell’atmosfera che in questa direzione appare più densa (Fig. 1l). Per questo ai fini osservativi è necessario un cielo terso, oltre che un paesaggio senza ostacoli. La localizzazione è però agevolata grazie al fatto che poco distante si trovano Sirio, la stella più luminosa del cielo, e Rigel, la seconda stella di Orione (Fig. 2l).

Le 8 stelle che disegnano la sagoma della costellazione iniziano ad affiorare sull’orizzonte a inizio novembre per inabissarsi di nuovo al di sotto a partire da metà marzo e scomparire del tutto alla fine del mese. La costellazione dunque è visibile durante i 5 mesi invernali. La Lepre si estende per 290 gradi quadrati, dimensione che la colloca al 51° posto fra le 88 costellazioni dei due emisferi celesti ed è attorniata a nord da Orione, a ovest dall’Eridano, a sud dalla Colomba e dal Cielo e a est dall’Unicorno. Le sue stelle principali come abbiamo detto sono 8, la più luminosa delle quali è Alpha Leporis con una magnitudine apparente di 2,58, mentre la più debole è Delta con 3,81 magnitudini apparenti, il che significa che è più di tre volte meno luminosa della Aplha. Mediamente la costellazione risulta di 3,32 magnitudini.

La costellazione della Lepre non ospita oggetti o stelle famosi, tuttavia è possibile trovare l’ammasso globulare catalogato da Messier M79 (Fig. 3l ). Si trova a 41.000 anni luce da noi e per attraversarlo impiegheremmo circa 100 anni viaggiando alla velocità della luce. Rispetto alla quasi totalità degli ammassi globulari che si trovano attorno al centro galattico, M79 ha la particolarità di essere situato al di fuori dell’orbita del Sole, posizione giustificabile solo con un origine non galattica dell’ammasso. Si pensa appartenesse alla galassia irregolare chiamata la Nana del Cane Maggiore, scoperta nel 2003 e a soli 25.000 anni luce di distanza, e che sia migrato nella nostra Via Lattea in seguito a un’interazione, ancora in corso, delle due galassie.

Con l’inizio di dicembre, appaiono le prime stelle della Colomba (Fig. 5c), una costellazione dell’ultima fascia visibile di cielo boreale oltre la quale comincia l’emisfero australe. La Colomba raggiunge la sua massima altezza sulla volta celeste in gennaio e rimane visibile completamente fino a metà febbraio, dopodiché inizia il suo tramonto che si conclude a metà marzo. Proprio il fatto di essere all’estremo sud fa sì che in pratica sia visibile solo per due mesi e mezzo su un periodo di dodici mesi.

Con i suoi 270 gradi quadrati di estensione è la 54° costellazione dell’intero cielo, dunque è una costellazione di modeste dimensioni. Come vedremo, non possiede stelle particolarmente brillanti che ne evidenzino la posizione, tuttavia per localizzarla ci si può servire delle vicine Orione e Cane Maggiore, l’una per la sua inconfondibile forma, l’altra per essere la dimora della splendente Sirio. A circondare la Colomba vi sono la Lepre a nord, il Cielo a ovest, la Poppa a est e il Cane Maggiore a nord-est (Fig. 6c). La costellazione confinante a sud è a noi preclusa essendo la prima dell’emisfero australe ed è il Pittore. La sagoma della Colomba è tracciata da sei stelle, la più brillante delle quali è Alpha Columbae con 2,64 magnitudini apparenti, mentre la più fioca è Gamma con 4,36, una differenza di magnitudine equivalente a una luminosità quasi cinque volte inferiore alla Alpha. Mediamente è una costellazione di 3,63 magnitudini, dunque poco luminosa, altro elemento che non gioca a favore di una immediata identificazione.

Volgete il vostro sguardo verso la stella theta di Orione: state guardando la parte centrale di quella che viene chiamata “la spada” della costellazione. Se questa spada fosse vera, essa avrebbe un valore inestimabile. Nel centro della lama infatti, vi è impresso un sigillo estremamente prezioso: è la Nebulosa di Orione (Fig. 6). Questo sottile velo diffuso è visibile anche ad occhio nudo in un cielo terso, grazie alla sua magnitudine apparente di 3.0, che rientra fra quelle ancora osservabili senza l’aiuto di uno strumento.

Si tratta di un’ampia distesa di idrogeno ionizzato e polvere interstellare, immersa in uno spazio lontano 1.600 anni luce. Impiegheremmo 30 anni per attraversarla potendo viaggiare alla velocità della luce. E all’insegna di continui scossoni dovuti alla forte turbolenza, ci troveremmo a solcare un gigantesco territorio in movimento, con velocità diverse a seconda dell’area in cui ci troviamo rispetto al suo centro di gravità. Gli addensamenti gassosi più esterni si muovono mediamente a 10 km/s, ma quelli più interni raggiungono velocità anche 5 volte superiori per potersi mantenere in equilibrio gravitazionale.

La nostra navigazione avverrebbe all’interno di una massa forse 300 volte quella del Sole e, nelle sue zone più interne, vedremmo la temperatura salire rapidamente a 10.000°K, mentre ai bordi un gelo mortale ci avvolgerebbe. Perché questa colossale nube è tanto preziosa? Ebbene, la risposta sta nella sua composizione chimica: tutto l’idrogeno ionizzato e le polveri interstellari di cui è disseminata, la rendono un vero e proprio campo fertile: se sulla Terra abbiamo i campi di grano, quando guardiamo la Nebulosa di Orione, beh siamo di fronte a un campo di stelle…

M42, l’altro nome della nebulosa secondo il catalogo di Messier, è il territorio nel quale nascono le stelle, un enorme grembo che molte ne ha già dato alla luce. Questa nebulosa fra l’altro è la regione di formazione stellare più vicina alla Terra.

La stella Theta Orionis a cui abbiamo rivolto lo sguardo, è in realtà un insieme di stelle molto giovani, circa un milione di anni, nato proprio da questo “terreno celeste”. Le giovanissime stelle sono molto vicine fra loro, distano infatti solo qualche settimana luce l’una dall’altra, e per questo sulle carte stellari vengono raggruppate sotto il nome di un’unica stella.

Ma una mappa che mostri il dettaglio di questa zona di Orione, rivelerebbe appunto che la Theta Orionis non è una sola stella, ma è un giovane ammasso aperto chiamato Trapezio dalla disposizione delle sue quattro stelle più luminose(Fig. 7). E’ proprio grazie ad esso che la Nebulosa di Orione è visibile; protetto dal prosperoso grembo materno infatti, esso la illumina e ci regala uno spettacolo che difficilmente sapremmo immaginare. Le stelle del Trapezio, in quanto giovani di età e quindi molto calde (dai 25.000°K ai 50.000°K), emettono una intensa radiazione ultravioletta che, all’impatto con l’idrogeno presente nella nube, la ionizza e fa sì che essa a sua volta emetta radiazione nella parte visibile dello spettro elettromagnetico (Fig. 8). E’ quindi grazie a questo fenomeno, che i nostri occhi possono ammirarla. E sempre a causa di questo fenomeno, la Nebulosa di Orione è classificata come nebulosa ad emissione.

Le nebulose ad emissione si hanno quando contengono una o più stelle molto calde, la cui azione è quella di riscaldare il gas della nube, facendo sì che esso emetta a sua volta secondo i propri colori: gli atomi ionizzati dell’idrogeno nel rosso e i pochi dell’ossigeno nel verde.

Se, come abbiamo visto, Orione ha una spada estremamente preziosa, non è da meno la sua cintura. Non tanto per fenomeni astrofisici importanti come quelli che stanno accadendo in M42, quanto per una bizzarra fatalità che non ha mai smesso di affascinare tutte le generazioni di appassionati e non; un capriccio estetico che ha trasformato questa parte di cielo in un’immagine così famosa, che in campo astronomico potrebbe competere con la Gioconda di Leonardo: stiamo parlando della Testa di Cavallo nella costellazione di Orione.

Magari la gente comune non sa che si trova in Orione, ma di sicuro sottoponendole la foto esclamerebbe: “Ma certo! E’ la Testa di Cavallo!”. Oppure: “Ah sì… è la Testa di Cavallo. E allora?”. Bene, mi saprebbe dire anche in quale costellazione si trova? Ecco, qui il 90% delle volte occorre rassegnarsi alla speranza di una risposta…Con entrambi gli intervistati.

Un’altra delle cose buffe di questa, consentitemi il termine, leggenda scientifica, è che la notorietà di questa foto ha fatto sì che nell’immaginario collettivo, si sia impressa la convinzione che la Testa di Cavallo sia un oggetto facile da osservare, una volta accostato l’occhio al telescopio: non è così. Questa nebulosa infatti non è che una piccolissima parte di una nebulosa 100 volte più grande, ma il cui nome è sconosciuto ai più, così come la sua stessa esistenza. In particolare la Testa di Cavallo ha un’estensione di 6’ x 4’ . Il nostro telescopio quindi deve focalizzare un’area piuttosto ridotta della volta celeste, e questo richiede un po’ di pazienza. Inoltre, come vedremo, la Testa di Cavallo è una nebulosa oscura cioè, come dice la parola stessa, non è luminosa, attributo che complica ulteriormente la sua localizzazione.

Un osservatore esperto se la caverebbe senz’altro bene, ma l’individuazione richiederebbe anche a lui un certo tempo.

Infine, un’altra consuetudine da correggere riguarda il suo orientamento: se finalmente riuscite a guardare la Testa di Cavallo al telescopio, vi accorgereste che, rispetto a quanto pubblicato, è inclinata di 90 gradi (Fig. 9).

Fatte le dovute premesse, sì: là all’estremo sud della cintura di Orione, poco sotto Alnitak, la Zeta Orionis, un cavallo nero si staglia imbizzarrito su un cielo rosso, apocalittico, come travolto da un mare ingrossato (Fig. 10). L’immagine è davvero spettacolare e viene spontaneo chiedersi se è vero o è un sogno. In una zona di cielo distante 1.600 anni luce da noi, c’è un cavallo che sfida le profondità del cosmo, che ci volge le spalle e impetuoso non smette la sua corsa in avanti.

Ma cos’è scientificamente la Testa di Cavallo in Orione? In verità, si tratta di una nebulosa, un tipo nuovo di nebulosa rispetto a M42 che ci ha fatto conoscere le nebulose ad emissione e a riflessione. Qui invece siamo di fronte ad una nebulosa oscura ossia ad una distesa di gas e polveri che al proprio interno non contiene nessuna stella che possa illuminarla. Essa vive della luce riflessa dal resto della, IC 434, la quale agisce appunto come uno sfondo luminoso che traccia la sagoma della nube scura. A sua volta IC 434 è illuminata dalle stelle Alnitak e Sigma Orionis.

Fisicamente, la Testa di Cavallo consiste di uno strato molto spesso di polvere che assorbe completamente i raggi provenienti dalle stelle che vi stanno dietro. Questa luce è quindi bloccata e ciò che resta è la massa buia che casualmente assomiglia alla testa di un cavallo. L’ampiezza della nebulosa oscura è di circa 3,5 anni luce.

Le immagini più recenti e più dettagliate della nebulosa, mostrano però la presenza di alcuni sottili filamenti rossi (Fig. 11). Si può notare infatti che lì il gas è più rarefatto e la radiazione proveniente dalla Sigma Orionis è pertanto in grado di ionizzarlo. Guardando bene, si vedono anche dei puntini chiari sparsi qua e là nella nube oscura (Fig. 11): si tratta di stelle nascenti. E chissà, forse un giorno proprio loro accendendosi, trasformeranno la nebulosa Testa di Cavallo in una nebulosa ad emissione o a riflessione, e cancelleranno per sempre quella somiglianza che tanto ci ha incantato. Il cavallo nero terminerà allora la sua corsa e si dissolverà silenzioso nell’infinito. Ma per questo fortunatamente c’è tempo, tanto tempo…